船舶制造是典型的“巨物”行业。船体分段长度可达30米,重量上百吨;钢板尺寸巨大,需要从堆场运到切割线。这些作业都在露天进行,面临雨水、盐雾、高温等环境挑战。普通AGV无法胜任,需要专门的重载室外AGV。本文介绍船舶制造行业AGV的设计与应用。
船舶制造的搬运痛点
第一,部件超重超大。船体分段重达20-50吨,长度10-30米,需要多台AGV协同搬运。第二,露天作业。雨水、盐雾(沿海船厂)腐蚀设备,阳光直射导致高温。第三,地面条件差。船厂地面多为硬化水泥地,但可能有积水、油污、铁屑。第四,导航困难。露天环境空旷,激光SLAM缺乏特征点,需要GPS或惯性导航。
多车协同与液压悬挂
对于超长超重部件,采用多台AGV协同搬运。通常2-4台AGV组成一个车队,通过5G直连通信保持同步。前方AGV负责导航,后方AGV跟随,每台AGV的载荷通过液压悬挂均衡分配。液压悬挂还具有升降功能,可适应地面不平。
成都蓉希智能为某船厂开发了4车协同系统,每台AGV载重20吨,4台协同可搬运80吨重、25米长的分段。同步精度(位置偏差)小于±30mm,角度偏差小于0.5°。
室外导航:RTK-GPS+激光SLAM+IMU
露天环境下,激光SLAM容易因为空旷而“迷路”。融合RTK-GPS(差分GPS)提供厘米级绝对定位,激光SLAM在靠近建筑物或设备时提供相对定位,IMU填补GPS信号丢失(如行吊下方)。三种数据通过卡尔曼滤波融合,确保全天候稳定。
成都蓉希智能的船厂AGV标配双天线RTK-GPS(航向角精度0.1°),即使GPS信号短暂丢失,IMU推算也能保持1分钟内误差小于0.5米。
防盐雾与耐候设计
沿海船厂空气中盐分高,腐蚀性强。AGV采用不锈钢或热浸镀锌机身,所有紧固件为不锈钢材质。电气控制柜达到IP67防护,内部充干燥空气保持微正压。电缆使用耐盐雾型(如PUR护套)。车轮使用耐水解聚氨酯,轴承使用不锈钢或陶瓷球。
成都蓉希智能的船厂AGV通过了96小时盐雾测试(GB/T 2423.17),无红锈。
实战案例:某大型船厂的20吨级AGV
成都蓉希智能为一家大型船厂(生产散货船)提供了8台20吨级室外AGV,用于将钢板从堆场运送到预处理线,以及将分段在总装平台间转运。现场条件:沿海,湿度大,地面有积水,温度-5℃至40℃。AGV配置:4车协同(每4台一组,共两组),RTK-GPS+激光SLAM导航,IP67防护,不锈钢机身,液压悬挂。实施后,原来需要16名平板车司机(三班倒)的作业,现由8台AGV完成,人力减至4名监控员。钢板转运效率提升35%,分段定位精度从人工的±100mm提高到±30mm,减少了后续调整时间。项目总投资约1200万元,年节省人力成本约130万元,加上效率提升带来的产能增加,回收期约5年。
选型建议
船舶行业选型AGV时,确认:1)是否需要多车协同;2)导航方案是否融合GPS;3)防护等级和防盐雾能力;4)是否有重载悬挂和均衡系统。成都蓉希智能提供船厂专项方案,包括协同算法和盐雾测试。
多车协同:2-4台同步,载荷均衡,位置偏差<±30mm
室外导航:RTK-GPS+激光SLAM+IMU融合
防盐雾:不锈钢机身、IP67、96小时盐雾测试
案例:船厂8台20吨AGV,人力减75%,回收期5年
